中生代原螽总科系统分类及声通讯研究

Hagloidea (Insecta, Orthoptera, Ensifera) plays important roles on the evolution of ensiferans. These insects were recorded from the Triassic to date and have most diversity during the late Mesozoic but with extremely rare extant species. There is no consensus on the classification system of Hagloidea. The monophyly of hagloidea and the relationship among this group is still unresolved. The stridulation of hagloids insects is rather peculiar in ensiferans which was considered as a kind of ideal material for the study of acoustic communication. Therefore, the present project will focus on the construction of the classification system of Hagloidea; reconstruct the phylogenetic framework of Hagloidea based on the morphological data from extinct and extant taxa and to reveal the evolution among this superfamily; reconstruct the stridulation features of the Mesozoic hagloids based on the fossil wings and acoustic and phylogenetic data from extant ensiferans and to investigate the evolution of acoustic communication and the significance of paeleoecology. This project will provide new evidence for the systematic evolution of Orthoptera and give new example for understanding the speciation and the origin and evolution of acoustic communication of ensiferans.

原螽总科隶属于昆虫纲直翅目螽斯亚目，在螽斯亚目的演化中扮演着重要角色。该类群起源于三叠纪，在中生代中晚期极为繁盛，但现生种类稀少。目前该总科分类标准不统一，且总科单系性及各分支演化关系至今没有明确的诠释。原螽类昆虫发音行为独特，是理想的昆虫声学通讯的研究材料。因此，本项目将基于翅形态开展原螽总科分类学研究，建立分类体系；结合化石及现生形态数据，构建原螽总科系统发育关系框架、探讨其系统地位及内部各分支演化关系；基于化石发音器结构，利用现生螽斯发音器形态、鸣声特征、系统发育关系拓扑结构等数据，建立数学模型，推测中生代中晚期原螽总科昆虫鸣声特征及多样性，并进一步分析声通讯行为的演化及古生态意义。本项目的开展可推动我国原螽总科昆虫的系统分类、声通讯行为及演化的研究，为研究螽斯亚目乃至直翅目昆虫系统演化提供重要佐证，为理解螽斯亚目昆虫物种分化及声学通讯的起源与演化历程提供新的科学例证。

原螽总科隶属于昆虫纲直翅目螽亚目，在螽亚目的演化中扮演着重要角色。该类群起源于三叠纪，在中生代中晚期极为繁盛，但现生种类稀少。目前该总科分类标准不统一，且总科单系性及各分支演化关系至今没有明确的诠释。原螽类昆虫发音行为独特，是理想的昆虫声学通讯的研究材料。因此，本项目对原螽总科开展了形态学、系统学及声通讯行为研究。首先，通过比较形态学与几何形态测量学原理与方法系统研究了翅形态结构在化石原螽分类中的作用，明确了翅形态特征的分类学价值以及翅脉序特征在种内、种间存在的差异类型、变化规律并提出了基于翅形态的化石原螽分类方法；在此基础上完成了原螽总科1亚科、3属、3种的修订工作，报道1新亚科、2新属7新种，基于翅形态特征构建了包含化石及现生类群的原螽总科系统发育关系；同时，利用现生鸣螽声通讯行为、发音器结构等数据，基于60余件鸣螽科、原螽科化石标本，完成了12种化石物种的发音频率推测，及部分物种的声学特征重建，发现晚中生代时期螽亚目昆虫已具备复杂且多样的声学特征及通讯行为，有些物种已经出现了不同以往认知的发音特性。本项目的成果为下一步探讨鸣螽科的起源、演化、分布格局的形成奠定了基础，为整合形态及分子数据研究包含化石及现生类群的直翅目昆虫系统发育及演化提供了可能性。